Рис. 5-4. Развитие и стабилизация тешшвой волны.

сгорания

за интедЗал prfeftj J /.

лЧЧ Направление Посл£Зова/г,е ьмь1е профили iteMnepamaps. йх йх ах йх нормали fi пер8о

, иаУалйной границе

Принятый зйкО тахти

[lepLMOCTJi.WCb на Лх, г/собходим() определенное ннсло нн-1 ервалоз Л. Поэтому

5 Дл-/Л/. (5-15)

Однако при выводе уравнения (5-14) величина интервалов времени была выбрана такой, чтобы Дх =/2аД, и, кроме того, выбором формы кривой на рнс. 5-4,е задано д/ l,/Z/7 , Отсюда, так как йр , то

-Yxzp -

(5-16)

Следовательно, скорость распространения пламени увеличивается пропорцяоиа.льно корню квадратному из тепло-проводносги, которая была принята постоянной.

.Анализ экспериментальных данных показывает (см. ниже), что для некоторых смесей S лишь очень слабо зависит от давления. Поэтому, поскольку X ц Z совершенно не -зависят от давления, в первом приближении можно считать, что ?г = 2, т. е. для таких смесей реакция может рассматриваться как бимолекулярная. В этом случае

SylZ. (5-17)

Если все кривые рис. 5-3 подобны, и максимальные ана-чеиия ординат определяют величину Z, которая, таким образом, увеличивается с ростом температуры продуктов сгорания, то справедливость соотношения (5-17) не зависит ни от закономерностей протекания реакции, ни от темпе-(larypHoro уровня.

Экспериментальные данные. Практические цтебования различных областей техники и относительная доступность изучения скоростей распространения пламени в горючих смесях обусловили появление большого числа исследований данного вопроса, проведенных в течение ряда .тет. Поэтому имеется обширная литература, посвященная э]чсперимеитальным результатам, обзор которой в дайной к\щге был бы нецелесообразным. Ввиду разнообразия применявшихся экспериментальных методов данные различных исследователей в количественном отношении в значн-1ельной мере не согласуются. Существующие экспериментальные методы были рассмотрены в двух современных критических обзорах (Garner and Long, 1951; Linnett, 1953).

Общие выводы из различных исследований распространения пламени сводятся к следующему;

1. Пламена могуг распростраиятьея с заметший скоростью лишь в том случае, если температура продуктов сгорания весьма высока (например, для смесей углеводородов с воздухом больше I 500°К).

2. Это означает, что при данной начальной температуре пламя распространяется лишь в смесях, состав которых близок к стехиометрическому. Вблизи концентрационных пределов распространения пламенм изменение скорости движения пламени сильно зависит от состава смеси.

Л. Для данного топлива максимальная скорость распространения наблюдается при составе смеси, близком к сте-хпомет-рическому,

4. Для данного состава смеси скорость распространения пламени тем больше, чем больше конечная и, следовательно, начальная температура.

5. Скорости распространения пламени относительно исходной смеси д:1Я большинства стехиомстрических смесей углеводородов с воздухом при .комнатной температуре равны нриб.чнзительио 50 см/сок . Лишь длп водорода и ацетилена скорости ])аспрост})анеиия пламени значительно больше.

6. Скорость распространения пламени обычно несколько уменьшается при увеличенИи абсолютного давления.

Некоторые из экспер-шентальных данных для пропано-воздушных смесей, полученные на горелках с пористыми пластинами fBo.tha and Spalding, 1954), приведены иа рис. 5-5 и 5-6; температура продуктов сгорания в этих опытах изменялась независимо от состава смеси путем равномерного охлаждения .пламеин. Экспериментально не установлено, пересекают ли кривые ось абсцисс в определенных точках, характеризушш,их собственно .концентрационные пределы , или асимптотически приближаются к этой оси подпбио Кривым распределения ошибок. Последнее можно ожидать ич теоретических соображений, так как реакция.

Так кпк плотность продуктов сгорания лначтсльно меньше П.10ТН0СТ11 сорючей смесн, то прц п01-то>шном массовом расходе нор-Md.TbUEiB по отношению к фронту пламени скорость движЕгния продуктов сгоранйя значительно больше, чем скорость движения горючей смеси. Отношение этих скоростей равно огиошению соотрет-ствующих удельных объемов. Об-.1Чно рассматривают скорость движения пламени относительно свежей смеси 3,, Олиа1о иногда удобнее относить скорость распространения пламени к газу определенной плотности; например, скорость 5,6 (рис. 0-5 и 5-6) равна массовому расходу черен единицу пло.цади фронта пламени, деленному па плотность горючей смеси при имеющемся давлении и 16° С.

20 К